Cùng congthuctoanlyhoa khám phá Lý thuyết Đoạn mạch nối tiếp chi tiết, đầy đủ. Bài viết cung cấp cho các em cái nhìn sâu sắc về Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp, Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp và các bài tập về Đoạn mạch nối tiếp. Bài viết này sẽ hỗ trợ cho các em trong việc học tốt môn Vật lý lớp 9.
A/ Lý thuyết Đoạn mạch nối tiếp
Đoạn mạch mắc nối tiếp là đoạn mạch trong đó giữa các thiết bị điện chỉ có duy nhất một điểm nối chung.
1. Cường độ dòng điện và hiệu điện thế trong đoạn mạch nối tiếp
Xét đoạn mạch gồm các điện trở R1, R2, …, Rn mắc nối tiếp với nhau ta có:
– Cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch bằng cường độ dòng điện chạy qua từng điện trở:
– Hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp bằng tổng các hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở thành phần:
– Trong đó:
+ R1, R2,…, Rn là các điện trở;
+ UAB là hiệu điện thế hai đầu đoạn mạch;
+ U1, U2,…, Un lần lượt là hiệu điện thế trên mỗi điện trở;
+ I1, I2,…, In lần lượt là cường độ dòng điện chạy qua mỗi điện trở;
+ IAB là cường độ dòng điện qua mạch chính.
Chú ý: Trong đoạn mạch gồm các điện trở mắc nối tiếp, hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó:
2. Điện trở tương đương của đoạn mạch nối tiếp
a) Điện trở tương đương
Điện trở tương đương của một đoạn mạch gồm các điện trở là điện trở có thể thay thế cho đoạn mạch này sao cho với cùng hiệu điện thế thì cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch vẫn có giá trị như trước.
b) Công thức tính điện trở tương đương của đoạn mạch gồm hai điện trở mắc nối tiếp
+ Điện trở tương đương của đoạn mạch bằng tổng hai điện trở thành phần:
+ Hiệu điện thế giữa hai đầu mỗi điện trở tỉ lệ thuận với điện trở đó:
Chú ý:
Ampe kế, dây nối trong mạch thường có giá trị rất nhỏ so với điện trở của đoạn mạch cần đo cường độ dòng điện, nên ta có thể bỏ qua điện trở của ampe kế và dây nối khi tính điện trở của mạch nối tiếp.
B/ Bài tập Đoạn mạch nối tiếp
Bài 1: Hai điện trở R1 và R2 và ampe kế được mắc nối tiếp với nhau vào hai điểm A và B.
a) Vẽ sơ đồ mạch điện trên
b) Cho R1 = 5Ω, R2 = 10Ω, ampe kế chỉ 0,2A. Tính hiệu điện thế của đoạn mạch AB theo hai cách.
Tóm tắt:
R1 = 5 Ω; R2 = 10 Ω;
I2 = 0,2 A; UAB = ?
Lời giải:
a) Sơ đồ mạch điện như hình dưới:
b) Tính hiệu điện thế theo hai cách:
Cách 1: Vì R1 và R2 ghép nối tiếp nên I1 = I2 = I = 0,2A, UAB = U1 + U2
→ U1 = I.R1 = 1V; U2 = I. R2 = 2V;
→ UAB = U1 + U2 = 1 + 2 = 3V
Cách 2:
Điện trở tương đương của đoạn mạch là: Rtđ = R1 + R2 = 5 + 10 = 15 Ω
Hiệu điện thế của đoạn mạch AB: UAB = I.Rtd = 0,2.15 = 3V
Đáp số: b) UAB = 3V
Bài 2: Một điện trở 10Ω được mắc vào hiệu điện thế 12V
a) Tính cường độ dòng điện chạy qua điện trở đó
b) Muốn kiểm tra kết quả tính trên, ta có thể dùng ampe kế để đo. Muốn ampe kế chỉ đúng giá trị cường độ dòng điện đã tính được phải có điều kiện gì đối với ampe kế? Vì sao?
Tóm tắt:
R = 10Ω; U = 12V
a) I = ?
b) Điều kiện của ampe kế để chỉ đúng giá trị của I đã tính ở a) ? Giải thích.
Lời giải:
a. Cường độ dòng điện chạy qua điện trở là: I = U/R = 12/10 = 1,2A.
b. Gọi Ra là điện trở của ampe kế. Khi đó cường độ dòng điện chạy qua điện trở được tính bằng công thức sau: 
Muốn ampe kế chỉ đúng giá trị cường độ dòng điện đã tính được (tức là cường độ dòng điện chạy qua điện trở không thay đổi) thì ampe kế phải có điện trở rất nhỏ so với điện trở của đoạn mạch, khi đó điện trở của ampe kế không ảnh hưởng đến điện trở của đoạn mạch. Dòng điện chạy qua ampe kế chính là cường độ dòng điện chạy qua đoạn mạch đang xét.
Bài 3: Cho mạch điện có sơ đồ như hình 4.1 SBT, trong đó điện trở R1 = 10Ω, R2 = 20Ω, hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch AB bằng 12V.
a) Tính số chỉ của vôn kế và ampe kế.
b) Chỉ với hai điện trở trên đây, nêu hai cách làm tăng cường độ dòng điện trong mạch lên gấp 3 lần (Có thể thay đổi UAB).
Tóm tắt:
R1 = 10 Ω; R2 = 20 Ω; UAB = 12 V
a) Số chỉ Vôn kế và Ampe kế?
b) Nêu 2 cách để làm cho I´ = 3I
Lời giải:
a) Điện trở tương đương của mạch là : Rtđ = R1 + R2 = 10 + 20 = 30 Ω
Cường độ dòng điện qua mạch là: 
Hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở R1: U1 = I.R1 = 0,4.10 = 4V
Vậy số chỉ của vôn kế là 4V, ampe kế là 0,4A.
b) Ta có: 
. Do đó để I tăng lên gấp 3 lần thì ta thực hiện 2 cách sau:
Cách 1: Giữ nguyên hai điện trở mắc nối tiếp nhưng tăng hiệu điện thế của đoạn mạch lên gấp 3 lần: U’AB = 3 UAB = 3.12 = 36V
Cách 2: Giảm điện trở tương đương của toàn mạch đi 3 lần bằng cách chỉ mắc điện trở R1 =10Ω ở trong mạch, giữ hiệu điện thế như ban đầu.
Khi đó R’tđ = R1 = 10 Ω
Đáp số: a) IA = 0,4 A; UV = 4V
Vậy là các em đã tìm hiểu xong bài học về Lý thuyết và Bài tập Đoạn mạch nối tiếp. Mong các em sẽ học ngày càng tốt hơn nữa môn Vật lý 9.